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探索丨“氢能”大幕开启产业界跑步入场,“氢”车上路就在眼前

来源: 新华报业网   作者:张宣 蔡姝雯  2018-11-20 18:55:07

  氢能,作为一种清洁、高效、可持续的新能源,已成为全球能源技术革命的重要方向和各国未来能源战略的重要组成部分。伴随着欧美日韩等地氢能产业规划的陆续出台,全球范围氢能社会的构建已日渐明晰,我国也已形成京津冀、长三角、珠三角、华中、西北、西南、东北等七大产业集群。

  然而,我国氢能产业发展仍面临双重困境:关键材料尚未实现国产化,核心技术和基础设施成为制约瓶颈;相关政策体系也缺乏可操作性的实施细则。

  机遇与挑战并存。目前,由科技部牵头的氢能与可再生能源重点专项目前正由专家组进行研究。迈入“氢能时代”,未来可期。

  

  2018年被认为是氢燃料电池的元年

  11月15日,京津冀氢能产业集群的重要节点城市张家口,举办了首届“中国?张家口氢能与可再生能源论坛”,“氢城”张家口,欲借助2022年冬奥会举办东风,全面布局氢能产业。

  11月9日,首届“北京未来科学城氢能与燃料电池技术发展大会”在北京举办,在固液态储运氢技术、液氢技术、中高温燃料电池技术三个领域,探索多场景应用。

  11月6日,第二届全国“氢能周”在广东佛山拉开帷幕,佛山积极布局未来十年氢能源产业,欲打造氢能产业“硅谷”,并规划2030年实现千亿产值。

  10月23日,第三届“国际氢能与燃料电池汽车大会”在江苏如皋开幕,围绕氢能基础设施、燃料电池系统及关键零部件等主题,探讨产业链全球合作问题。

  这仅仅是过去一个月内发生的事情。

  “氢能”引发的空前热度,已让产业界按捺不住跑步入场。

  

  “氢能时代”的未来图景

  氢能汽车并不遥远。不久前在上海举办的首届中国国际进口博览会上,海外车企巨头关于能源技术的较量,已经令汽油车只能“屈居二线”。在展台上唱主角的,除了以宝马、奥迪、特斯拉等为代表的电动汽车阵营,就是以丰田、现代、本田为代表的氢能源汽车阵营。

  现代的氢燃料电池车“NEXO”,已可以实现800公里续航里程、5分钟极速快充,甚至可以实现零下30°冷启动;本田则展示了能够制造和供给氢能源的小型智能加氢站“SHS”,这是全球首款集生产、储藏、填充高压氢气为一体加氢装置。

  不仅仅在博览会的展台上,欧美日韩等地的氢燃料电池车已经部分投入使用。相关数据显示,截至今年7月份,美国加州已运行近5000辆燃料电池车、启用35个民用加氢站;到今年1月份,日本燃料电池乘用车保有量约为2000辆,已建成超过100个加氢站,日本的家用燃料电池热电联供系统甚至使家庭有了自己的“发电站”和“供暖站”。

  在我国,张家口公交集团也运营着74辆氢燃料电池大巴,占当地公交车总数的25%,一座24小时运营的加氢站保障74辆大巴的运行。

  ……

  氢能源来源多样、燃烧热值高、清洁无污染、应用范围广,相比于潮汐能、风能等,更便于储备、运输,是“能源互联网”中的重要纽带。目前,燃料电池已成为氢能的重要应用成果。

  除了新能源汽车,发电、工业能源、建筑等同样是氢能和燃料电池的重要应用领域。国际氢能委员会近期在其官网宣称,计划到2030年实现不同运输方式中100%使用氢燃料,实现“脱碳”。该组织预测,未来氢能的贡献,发电占11.7%、交通占28.6%、工业能源占20.8%、建筑14.3%、化工原料占24.7%。

  

  全球车用氢能产业迈出实质性步伐

  面对这一发展趋势,欧美日韩等地均在氢能基础研究和应用研究方面进行了大规模的投入,而随着燃料电池汽车成本的大幅下降、基础设施的逐步完善、安全性和可靠性的提升,全球在车用氢能产业化方面迈出了实质性步伐。

  第三届国际氢能与燃料电池汽车大会上发布的《2017-2018中国氢经济发展年度评价报告》显示,当前,氢能已成为全球新能源的战略布局重点,美、日、法、韩多国将氢能和燃料电池发展提升到战略层面——

  美国积极支持燃料电池技术研发,今年以来能源部先后投入超过3000万美元用于燃料电池项目,并提出建设“替代燃料运输走廊”;日本发布《氢能基本战略》,提出到2030年实现氢燃料发电商业化,全民参与“氢能社会”建设;法国发布国家氢能计划,宣布投资1亿欧元用于工业、交通等领域;韩国明确在2022年前投资2.6万亿韩元发展氢燃料电池车,正酝酿出台国家氢能法案。

  “全球管理咨询公司麦肯锡研究的数据显示,到2050年,燃料电池车将占全球所有车辆的20%到25%,并创造3000万个就业机会,中国计划到2030年部署100万辆燃料电池汽车。”联合国开发署驻华代表处国别主任文霭洁认为,汽车和运输行业在创造氢经济和实现可持续发展目标方面,发挥着至关重要的作用。

  我国氢能产业加速进入产业化窗口期

  中国工程院院士、中国汽车工程学会理事长李骏表示,目前全球氢燃料电池汽车发展全面提速,中国的燃料电池汽车产业正在加速进入产业化窗口期。

  我国油气资源人均占有量极低,仅为世界平均水平的5.3%和7.7%。资源和环境压力越来越大,油气对外依存度不断升高。顺应世界能源发展大势,加快推动能源革命,走绿色低碳发展道路,才能从根本上保障国家能源长远安全。

  2017年,工信部、国家发改委、科技部联合印发了《汽车产业中长期发展规划》,将燃料电池汽车列为重点支持领域。而根据我国《国家燃料电池发展路线图》,到2030年,我国氢燃料电池车将进入量产阶段,建成加氢站1000座。

  近年来,北京市科委累计支持氢能和燃料电池技术科研项目39个,投入市财政经费1.6亿元;张家口正在加速建设地区氢能综合利用产业体系,规划的19座加氢站将覆盖全市;如皋为主推动的“长三角氢走廊建设发展规划”和“长三角氢经济一体化规划”编制相关工作也正在进行中……

  上述报告指出,当前我国已经基本形成京津冀、华东、华南、华中、华北、东北、西北等七大氢能产业集群。

  挑战困境亟待技术突围与上层设计

  氢能产业发展前景广阔,但在我国,仍有两大发展困境亟待攻破。

  一是技术和材料的短板。

  “我国的氢能源燃料电池的催化剂、质子交换膜以及炭纸等材料大都需要进口,且多数为国外所垄断,价格较高;关键组件制备工艺急需提升,膜电极、双极板、空压机、氢循环泵等与国外存在较大差距;相关基础设施建设不足,尤其在加氢站方面,目前日本已建成100座加氢站,欧洲和北美的加氢站规模也分别达139座和68座,我国仅有10座左右。”提及氢能发展中的短板,中国工程院院士、中科院大连化学物理研究所衣宝廉院士颇为痛心。他表示,核心技术和基础设施的制约瓶颈,都在增大燃料电池车的成本,应尽快完善燃料电池发动机的产业链,同时建立关键材料、电催化剂、质子交换膜、MEA,双级板等批量生产,为降低电堆成本和提高电堆一致性奠定基础。

  二是产业政策体系尚未形成。

  国家有关规划都从战略层面将氢能产业纳入其中,但尚未形成引领氢能和燃料电池发展的政策体系,缺乏具有操作性的实施细则。

  全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢认为,应建立政府引导和推动企业为主体、产学研紧密结合的技术创新体系,来攻克燃料电池电堆的核心技术,打通制氢,供氢、运氢的全流程。

  参会专家认为,应加强氢能产业顶层设计,尽快确定行业主管部门,出台专项规划,对加氢站、制氢工厂等审批流程予以规范指导,出台氢能基础设施投资运营和氢能产业化发展的财政支持政策,有效组织产业链企业协同有序竞争,确保行业健康可持续发展。

  据了解,目前由科技部牵头的氢能与可再生能源重点专项目前正由专家组进行研究,聚焦膜电极、双极板、高压储氢瓶、增压机、制氢、储氢等核心关键技术研发。科技部将与财政部、国家发改委、工信部、国家能源局、国家标委等部门加强沟通,在政策、法规、标准等方面协同合作。

  交汇点记者 张宣 蔡姝雯 文/图

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编辑:郑亚群

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